Гидротермальный взрыв
Гидротермальные взрывы происходят, когда перегретая вода , оказавшаяся под поверхностью Земли, быстро превращается из жидкости в пар, сильно разрушая ограничивающую породу. Кипящая вода, пар, грязь и обломки камней выбрасываются на площадь от нескольких метров до нескольких километров в диаметре. Хотя энергия первоначально поступает из глубокого магматического источника, эта энергия передается на поверхность циркулирующей метеорной водой или смесью метеорной и магматической воды, а не магмой , как это происходит при извержениях вулканов . Энергия сохраняется в виде тепла в горячей воде и камнях на расстоянии нескольких сотен футов от поверхности.
Гидротермальные взрывы вызываются той же нестабильностью и механизмом цепной реакции, что и гейзеры , но настолько сильны, что камни и грязь выбрасываются вместе с водой и паром. [ 1 ]
Причина
[ редактировать ]Гидротермальные взрывы происходят там, где под термальными полями лежат неглубокие взаимосвязанные резервуары воды с температурой до 250 °C. Вода обычно кипит при температуре 100 °C, но под давлением ее температура кипения увеличивается, в результате чего вода становится перегретой . Внезапное снижение давления вызывает быстрый фазовый переход от жидкости к пару, что приводит к взрыву воды и обломков горных пород. [ 2 ] Во время последнего ледникового периода многие гидротермальные взрывы были вызваны сбросом давления по мере отступления ледников . [ 3 ] Другими причинами являются сейсмическая активность , эрозия или гидроразрыв . [ 4 ]
Йеллоустоун
[ редактировать ]
Йеллоустонский национальный парк — термически активная зона с обширной системой горячих источников, фумарол , гейзеров и грязевых котлов . Есть также несколько кратеров гидротермального взрыва, которые не следует путать с кальдерами , представляющими собой особенности обрушения. Восемь из этих кратеров гидротермального взрыва находятся в гидротермально сцементированных ледниковых отложениях, а два — в плейстоценовых пепловых туфах . [ 1 ] Каждый из них окружен ободком, состоящим из обломков кратера, высотой от 30 до 100 футов. [ 3 ]
В Йеллоустоне произошло более 20 крупных гидротермальных взрывов, примерно один раз в 700 лет. [ 2 ] Считается, что температура магматического резервуара под Йеллоустоуном превышает 800 °C, вызывая нагрев горных пород в этом регионе. Если это так, то средний тепловой поток, доставляемый конвекционными потоками, в 30 раз больше, чем где-либо в Скалистых горах . Таяние снега и осадки просачиваются в землю с большой скоростью и могут проводить достаточно тепла, чтобы поднять температуру грунтовых вод почти до кипения.
Явления гейзерных бассейнов являются результатом того, что горячие грунтовые воды поднимаются близко к поверхности и время от времени бурлят. Температура воды 238 °C на глубине 332 метра была зафиксирована в бассейне гейзера Норрис . [ 5 ] Карманный бассейн изначально представлял собой озеро с ледяной плотиной над гидротермальной системой. Таяние льда во время последнего ледникового периода привело к быстрому высыханию озера, что вызвало внезапное изменение давления, вызвавшее мощный гидротермальный взрыв. [ 1 ]
Гейзеры
[ редактировать ]Гидротермальный взрыв похож на извержение гейзера, за исключением того, что он включает в себя окружающие камни и грязь и не происходит периодически. [ 6 ]
Один хорошо известный гидротермальный гейзер — Old Faithful , который выбрасывает шлейфы пара и воды в среднем примерно каждые полтора часа. Редко когда какой-либо паровой взрыв резко поднимал воду и скалы на высоту тысяч футов над землей; однако в геологической истории Йеллоустона эти колоссальные события фиксировались много раз и, как было обнаружено, привели к созданию новых холмов и формированию частей ландшафта.
Самый крупный гидротермальный взрыв, когда-либо зарегистрированный, произошел недалеко от северного края Йеллоустонского озера , на набережной, широко известной как «Мэри-Бей». Сейчас он представляет собой кратер диаметром 1,5 мили и образовался относительно недавно, примерно 13 800 лет назад. Считается, что этот кратер образовался в результате серии нескольких гидротермальных взрывов за короткое время. Что спровоцировало эту серию событий, пока точно не установлено, но вулканологи полагают, что большое землетрясение могло сыграть свою роль, ускорив таяние близлежащих ледников и тем самым разгерметизировав гидротермальную систему. Альтернативно, причиной могли быть быстрые изменения уровня Йеллоустонского озера.
Недавние взрывы
[ редактировать ]Большинство недавних крупных гидротермальных взрывов в Йеллоустоне были следствием внезапных изменений давления глубоко внутри гидротермальной системы. Как правило, эти более крупные взрывы образовали кратеры с севера на юг (между Норрисом и Маммот-Хот-Спрингс ). Подсчитано, что все известные гидротермальные кратеры были созданы между 14 000 и 3 000 лет назад. Вулканологи полагают, что никакая магма никогда не прорвалась сквозь хрупкую кору Йеллоустонского парка и не вызвала движение магмы в резервуаре под Йеллоустоуном.
С момента открытия Йеллоустонского национального парка было зафиксировано несколько небольших гидротермальных взрывов. В 1880-х годах гейзер Эксельсиор в бассейне гейзеров Мидуэй был известен значительными гидротермальными взрывами. [ 7 ] Другие взрывы были связаны с сейсмическими событиями, например, во время землетрясения на озере Хебген в 1959 году . [ 8 ] в то время как другие связаны с изменениями в водопроводе под гейзерами или горячими источниками, такими как взрыв 1989 года в гейзере Поркчоп в бассейне гейзеров Норрис . [ 9 ] Небольшие гидротермальные извержения происходят почти ежегодно. [ 10 ] хотя многие из них происходят в отдаленных районах Йеллоустона. [ 7 ]
стали свидетелями небольшого гидротермального взрыва . 23 июля 2024 года несколько туристов, пришедших из горячего источника Black Diamond Pool в Бисквит-Бейсин , [ 11 ] Взрыв, вероятно, вызванный заменой водопровода под горячим источником, поднял в воздух шлейф воды и обломков камней на высоту 400–600 футов (120–180 м). [ 12 ] Хотя пострадавших не было, взрыв привел к закрытию Biscuit Basin до конца сезона 2024 года. [ 7 ]
См. также
[ редактировать ]- Фреатическое извержение - извержение вулкана, вызванное взрывом пара.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с LJ P Глушитель; Р, Д. Э. Уайт; А. Х. Трусделл (март 1971 г.), «Кротеры гидротермальных взрывов в Йеллоустонском национальном парке», Бюллетень Геологического общества Америки , 82 (3), Бюллетень GSA: 723–740, номер документа : 10.1130/0016-7606(1971)82[723] :HECIYN]2.0.CO;2
- ^ Jump up to: а б Морган, Луизиана; Шанкс, В. П.; Пирс, К.Л. (2006), «Среда суперизвержений способствует возникновению «супер» гидротермальных взрывов: экстремальные гидротермальные взрывы в Йеллоустонском национальном парке», Тезисы осеннего собрания AGU , 2006 , Американский геофизический союз, осеннее собрание 2006: V33C–0689, Бибкод : 2006AGUFM .V33C0689M
- ^ Jump up to: а б Роберт Баер Смит; Ли Дж. Сигел (2000), Окна в землю: геологическая история национальных парков Йеллоустоун и Гранд-Титон , Oxford University Press, США, стр. 64–66, ISBN 0-19-510597-4
- ^ Роуз, Уильям Ингерсолл (2004), Стихийные бедствия в Сальвадоре , Геологическое общество Америки, стр. 246–247, ISBN 0-8137-2375-2
- ^ «Супервулкан Йеллоустоун» . Архивировано из оригинала 5 августа 2014 г. Проверено 20 мая 2008 г.
- ^ Ангус М. Тюрмер (25 мая 2009 г.), Йеллоустонский взрыв: геологи стали свидетелями редкого Йеллоустонского взрыва , The Jackson Hole News & Guide
- ^ Jump up to: а б с «Дополнительная информация о гидротермальном взрыве в Бисквит-Бейсине 23 июля» . nps.gov . Служба национальных парков . Проверено 1 августа 2024 г.
- ^ «Гидротермальные взрывы в Йеллоустонском национальном парке | Геологическая служба США» . www.usgs.gov . Геологическая служба США . Проверено 1 августа 2024 г.
- ^ «День, когда взорвался гейзер Поркчоп | Геологическая служба США» . www.usgs.gov . Геологическая служба США . Проверено 1 августа 2024 г.
- ^ Польша, Михаил. «Небольшой гидротермальный взрыв в бассейне гейзера Норрис | Геологическая служба США» . www.usgs.gov . Геологическая служба США . Проверено 1 августа 2024 г.
- ^ Муса, Аманда (25 июля 2024 г.). «Популярный бассейн Бисквит в Йеллоустоне закрыт на лето из-за гидротермального взрыва» . CNN . Проверено 1 августа 2024 г.
- ^ Польша, Михаил. «23 июля 2024 года гидротермальный взрыв в бассейне Бисквит | Геологическая служба США» . www.usgs.gov . Геологическая служба США . Проверено 1 августа 2024 г.